自動門控制程序設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

1、自動門控制程序設(shè)計畢業(yè)設(shè)計自動門控制程序設(shè)計畢業(yè)設(shè)計現(xiàn)如今自動化、信息化程度越來越高，單片機的應(yīng)用領(lǐng)域也就越來越廣，成為人們生活不可或缺的一部分。隨著社會的發(fā)展、科技的進步以及人們生活水平的逐步提高，各種方便于生活的自動控制系統(tǒng)開始進入了人們的生活，以單片機為核心的自動門系統(tǒng)就是其中之一。同時也標志了自動控制領(lǐng)域成為了數(shù)字化時代的一員。它實用性強，功能齊全，技術(shù)先進，使人們相信這是科技進步的成果。它更讓人類懂得，數(shù)字時代的發(fā)展將改變?nèi)祟惖纳?，將加快科學技術(shù)的發(fā)展關(guān)鍵字：智能化；PLC;梯形圖 目錄 1 PLC 概述 32 自 動 門 的 介紹 32.1 自動門的簡介 32.2 自動門的分類

2、32.3 自 動 門 機 的 基 本 組成42.4自動門 行 程 開 關(guān) 的 工 作 原理42.5自動門光電開關(guān)介紹53自 動 門 控 制 總 體 設(shè) 計 方案64自動門控制 裝 置 的 硬 件 組成65自動門控制系統(tǒng)流程圖 66自 動 門 控 制 順 序 功 能圖 7 7自動門控 制 PLC 外 部 接 線圖88繼電器接觸控制圖99自 動 門 控 制 梯 形 圖 程 序 設(shè)計1010自動門控制程序設(shè)計 1011系統(tǒng)調(diào)試與分析1112結(jié)束語 1213參考文獻 1413謝 14 1 PLC概述PLC可編程序控制器：PLC 英文全稱 Programmable Logic Controller ,中

3、文全稱為可 編程邏輯控制器，定義是：一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行 邏輯運算，順序控制，定時，計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指 令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸由控制各種類型的機械或生 產(chǎn)過程。1969年美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）根據(jù)美國通用汽車公 司的這種要求，研制成功了世界上第一臺可編程控制器，并 在通用汽車公司的自動裝配線上試用，取得很好的效果。從此這項技術(shù)迅速發(fā)展起來。2自動門的介紹2.1自動門的簡介自動門英文名：automatic door。自動門從理論上理解應(yīng)該是門的概念的延伸，是門的功能 根據(jù)人的需要所進行的發(fā)

4、展和完善。自動門是指：可以將人接近門的動作（或?qū)⒛N入門授權(quán)）識別為開門信 號的控制單元，通過驅(qū)動系統(tǒng)將門開啟，在人離開后再將門自 動關(guān)閉，并對開啟和關(guān)閉的過程實現(xiàn)控制的系統(tǒng)。自動門開始在建筑物上使用，是在二十世紀年以后。二十年代后期，美國的超級市場的開放，自動門開始被使用，受此影響，世界第一自動門品牌多瑪在1945年開發(fā)由油壓式、空氣式自動門，新建大樓的正門也開始使用了。到了 1962年，電氣式己開始由現(xiàn)，之后伴隨著城市的建設(shè)，自動門技術(shù)的領(lǐng)域每年都在增加。當初，用供給建筑物用電源進行電動機的速度控制很難， 只好進行油壓、空壓速度控制，轉(zhuǎn)換但因能源利用效率很低， 然而伴隨著電氣控制的技術(shù)發(fā)展

5、，現(xiàn)在電氣控制技術(shù)已經(jīng)成 熟，直接控制電動機的電氣式自動門逐漸成為主流。例如：各種用可識別控制的自動專用門，如：感應(yīng)自動門（紅外感應(yīng)，微波感應(yīng)，觸摸感應(yīng)，腳踏感應(yīng)）、刷卡自 動門等。2.2 自動門的分類 常用的自動門可分為推拉門、 平開門、 折疊門和旋轉(zhuǎn)門。推拉門：可細分為單開、雙開、重疊單開、重疊雙開和弧形門?；⌒伍T門扇沿孤形軌道平滑移動，可分為半弧單向、半弧 雙向、全弧雙向。為了最大限度的拓寬入口幅度，有的推拉（套疊）自動門 可作成在開啟終點與固定扇重合后一道手動平開，也歸納為 推拉自動門。旋轉(zhuǎn)門：可細分為有中心軸式、圓導(dǎo)軌懸桂式和中心展示區(qū)式等。平開門：可細分為單扇單向、雙扇單向、單扇雙

6、向和雙扇雙向。折疊門：可細分為2扇折疊和4扇折疊。2.3 自動門機的基本組成 以平移自動門感應(yīng)門為例來介紹自動門的組成如下：主控制器：它是自動感應(yīng)門的指揮中心，通過內(nèi)部編有指令程序的大規(guī) 模集成塊，發(fā)生相應(yīng)指令，指揮馬達或電鎖類系統(tǒng)工作；同 時人們通過主控器調(diào)節(jié)門扇開啟速度、開啟幅度等參數(shù)。感應(yīng)探測器：負責采集外部信號，如同人們的眼睛，當有移動的物體進入它的工作范圍時，它就給主控制器一個脈沖信號；動力馬達：提供開門與關(guān)門的主動力，控制自動感應(yīng)門門扇加速與減速運行。自動感應(yīng)門扇行進軌道：就象火車的鐵軌，約束門扇的吊具走輪系統(tǒng)，使其 按特定 方向行進。門扇吊具走輪系統(tǒng)：用于吊桂活動門扇，同時在動力

7、牽引 下帶動門扇運行。同步皮帶（有的廠家使用三角皮帶）：用于傳輸馬達所產(chǎn)動力，牽引自動感應(yīng)門扇吊具走輪系統(tǒng)。下部導(dǎo)向系統(tǒng)：是自動感應(yīng)門門扇下部的導(dǎo)向與定位裝置，防止門扇在運行 時由現(xiàn)前后門體擺動。當自動感應(yīng)門門扇要完成一次開門與關(guān)門，其工作流程如下：感應(yīng)探測器探測到有人進入時，將脈沖信號傳給主控器， 主控器判斷后通知馬達運行，同時監(jiān)控馬達轉(zhuǎn)數(shù)，以便通知 馬達在一定時候加力和進入慢行運行。馬達得到一定運行電流后做正向運行，將動力傳給同步 帶，再由同步帶將動力傳給吊具系統(tǒng)使自動感應(yīng)門扇開啟； 自動感應(yīng)門扇開啟后由控制器作由判斷，如需關(guān)自動感應(yīng) 門，通知馬達作反向運動，關(guān)閉自動感應(yīng)門扇.2.4自動門

8、行程開關(guān)的工作原理 行程開關(guān)又稱限位開關(guān)，用于控制機械 設(shè)備的行程及限位保護。在實際生產(chǎn)中，將行程開關(guān)安裝在預(yù)先安排的位置，當裝 于生產(chǎn)機械運動部件上的模塊撞擊行程開關(guān)時，行程開關(guān)的 觸點動作，實現(xiàn)電路的切換。因此，行程開關(guān)是一種根據(jù)運動部件的行程位置而切換電路的電器，它的作用原理與按鈕類似行程開關(guān)廣泛用于各類機床和起重機械，用以控制其行程、進行終端限位保護。在電梯的控制電路中，還利用行程開關(guān)來控制開關(guān)轎門的 速度、自動開關(guān)門的限位，轎廂的上、下限位保護。2.5自動門光電開關(guān)介紹 1、工作原理光電開關(guān) （光電傳 感器）是光電接近開關(guān)的簡稱，它是利用被檢測物對光束的 遮擋或反射，由同步回路選通電

9、路，從而檢測物體有無的。物體不限于金屬，所有能反射光線的物體均可被檢測。光電開關(guān)將輸入電流在發(fā)射器上轉(zhuǎn)換為光信號射由，接收 器再根據(jù)接收到的光線的強弱或有無對目標物體進行探測。2、光電開關(guān)的分類及術(shù)語解釋（1）、分類漫反射式光電開關(guān)：它是一種集發(fā)射器和接收器于一體的傳感器，當有被檢測物 體經(jīng)過時，物體將光電開關(guān)發(fā)射器發(fā)射的足夠量的光線反射 到接收器，于是光電開關(guān)就產(chǎn)生了開關(guān)信號。當被檢測物體的表面光亮或其反光率極高時，漫反射式的光電開關(guān)是首選的檢測模式。鏡反射式光電開關(guān)：它亦集發(fā)射器與接收器于一體，光電開關(guān)發(fā)射器發(fā)生的光線 經(jīng)過反射鏡反射回接收器，當被檢測物體經(jīng)過且完全阻斷光 線時，光電開關(guān)就

10、產(chǎn)生了檢測開關(guān)信號。對射式光電開關(guān): 它包含了在結(jié)構(gòu)上相互分離且光軸相對放置的發(fā)射器和接 收器，發(fā)射器發(fā)生的光線直接進入接收器，當被檢測物體經(jīng) 過發(fā)射器和接收器之間且阻斷光線時，光電開關(guān)就產(chǎn)生了開 關(guān)信號。當檢測物體為不透明時，對射式光電開關(guān)是最可靠的檢測裝置。槽式光電開關(guān)：它通常采用標準的 U字型結(jié)構(gòu)，其發(fā)射器和接收器分別位于U型槽的兩邊，并形成一光軸，當被檢測物體經(jīng)過U型槽且阻斷光軸時，光電開關(guān)就產(chǎn)生了開關(guān)量信號。槽式光電開關(guān)比較適合檢測高速運動的物體，并且它能分 辨透明與半透明物體，使用安全可靠。光纖式光電開關(guān)：它采用塑料或玻璃光纖傳感器來引導(dǎo)光線，可以對距離遠的被檢測物體進行檢測。通常

11、光纖傳感器分為對射式和漫反射式。(2)術(shù)語檢測距離：是指檢測體按一定方式移動，當開關(guān)動作時測得的基準位置(光電開關(guān)的感應(yīng)表面)到檢測面的空間距離。額定動作距離指接近開關(guān)動作距離的標稱值?；夭罹嚯x：動作距離與復(fù)位距離之間的絕對值。響應(yīng)頻率：在規(guī)定的1s的時間間隔內(nèi)，允許光電開關(guān)動作循環(huán)的次數(shù)。輸由狀態(tài)：分常開和常閉。當無檢測物體時，常開型的光電開關(guān)所接通的負載由于光 電開關(guān)內(nèi)部的輸由晶體管的截止而不工作，當檢測到物體 時，晶體管導(dǎo)通，負載得電工作。檢測方式：根據(jù)光電開關(guān)在檢測物體時發(fā)射器所發(fā)生的光線被折回到 接收器的途徑的不同，可分為漫反射式、鏡反射式、對射式 等。輸由形式：分NPN二線、NPN

12、三線、NPN四線、PNP二線、PNP三線、 PNP四線、AC二線、AC五線（自帶繼電器），及直流 NPN/PNP/常開/常閉多功能等幾種常用的輸生形式。3自動門控制總體設(shè)計方案 如圖3為自動門控制的總體 設(shè)計的結(jié)構(gòu)圖。脈沖信號主要是由光電開關(guān)產(chǎn)生的，信號輸入到 PLC,經(jīng) 過PLC的分配，然后放大去控制步進電機去控制負載， 從而 使得自動門進行正常工作。圖3總體設(shè)計結(jié)構(gòu)圖 4自動門控制裝置的硬件組成自動門控制裝置由門內(nèi)光電探測開關(guān)K1、門外光電探測開關(guān)K2、開門到位限位開關(guān) K3、關(guān)門到限位開關(guān) K4、開門執(zhí)行 機構(gòu)KM1 （使直流電動機正轉(zhuǎn)）、關(guān)門執(zhí)行機構(gòu) KM2 （使直 流電動機反轉(zhuǎn)）等部

13、件組成。5自動門控制系統(tǒng)流程圖自動門控制系統(tǒng)流程圖如圖 5.當有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過光電檢測開關(guān)K1或K2時，開門執(zhí)行機構(gòu) KM1動作，電動機正轉(zhuǎn)，到達開門限位開關(guān) K3位置時，電機停止運行。自動門在開門位置停留 8秒后，自動進入關(guān)門過程，關(guān)門 執(zhí)行機構(gòu)KM2被起動，電動機反轉(zhuǎn)，當門移動到關(guān)門限位 開關(guān)K4位置時，電機停止運行。在關(guān)門過程中，當有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過光電檢 測開關(guān)K2或K1時，應(yīng)立即停止關(guān)門，并自動進入開門程序。在門打開后的8秒等待時間內(nèi)，若有人員由外至內(nèi)或由內(nèi) 至外通過光電檢測開關(guān)K2或K1時，必須重新開始等待 8秒后，再自動進入關(guān)門過程。圖5.1自動門控制系統(tǒng)流程

14、 6自動門控制順序功能圖 自動門控制順序功能圖如圖6。首先有初始化脈沖并按下啟動按鈕使X007閉合，若外檢測開關(guān)或內(nèi)檢測開關(guān)有信號時X001或X002閉合。由于開門限位開關(guān) X003是長閉的，所以y000線圈通電，有原理分析可知光電檢測開關(guān)的觸發(fā)方式是脈沖觸發(fā)所以需要自鎖當y000線圈通電時y000閉合，此時電動機正轉(zhuǎn)帶動自動 門扇移動，執(zhí)行開門過程。1.當門扇完全打開時， 使開門限位開關(guān)x003打開，y000 線圈斷電.電動機停止轉(zhuǎn)動。3 .當門扇停止移動時，由于開門限位開關(guān)的長閉變成長 開，故使長開閉合。進行8秒的延時，若此時外檢測開關(guān)或內(nèi)檢測開關(guān)x001或X002有信號，則使T0重新延時

15、。4 .當8秒的延時完畢后 T0線圈通電，關(guān)門限位開關(guān)關(guān) 閉，所以使y001通電并自鎖，電機反轉(zhuǎn)執(zhí)行關(guān)門過程。5 .在關(guān)門過程中，若外檢測開關(guān)或內(nèi)檢測開關(guān) x001,x002 有信號又使y000通電，由于在關(guān)門過程中 y000長閉，此時 打開并中斷關(guān)門過程，轉(zhuǎn)向開門過程。圖6自動門控制順序功能 7自動門控制PLC外部接線圖 自動門控制 PLC外部接線圖如 7 X001門外光檢測電開關(guān) X002門內(nèi)光檢測電開關(guān) X003開門限位電開關(guān) X004關(guān) 門限位電開關(guān)X005過載保護開關(guān)X006緊急停車開關(guān)X007啟動停止 X010手動開門 X011手動關(guān)門 KM1開門 執(zhí)行機構(gòu)KM2關(guān)門執(zhí)行機構(gòu) 圖7

16、自動門控制PLC外部接 線圖8繼電器接觸控制圖 繼電器接觸控制如圖 8所示 圖8 繼電器接觸控制圖9自動門控制梯形圖程序設(shè)計自動門控制梯形圖如圖 9圖9自動門控制梯形圖10自動門控制程序設(shè)計 0 LD X001 1 OR X002 2 OR Y000 3 ANI Y002 4AND X007 5 OR X010 6 ANI X003 7 OUT Y000 8 LD X003 9ANI X001 10 ANI X002 11 OUT T0 K80 12 LD T0 13 ORY001 14 ANI Y000 15 ANI Y002 16 AND X007 17 OR X01118 ANI X00

17、4 19 OUT Y001 20 LD X005 21 OR X006 22 ORY002 23 AND X007 24 OUT Y002 25 END 11系統(tǒng)調(diào)試與分析1.首先按下啟動按鈕使 X007閉合，當外檢測開關(guān)或內(nèi) 檢測開關(guān)有信號時x001或x002閉合。由于開門限位開關(guān) x003是長閉的，所以y000線圈通電， 由原理分析可知光電檢測開關(guān)的觸發(fā)方式是脈沖觸發(fā)所以 需要自鎖。當y000線圈通電時y000閉合，此時電動機正轉(zhuǎn)帶動自動 門扇移動，執(zhí)行開門過程。2 .當門扇完全打開時， 使開門限位開關(guān)x003打開，y000 線圈斷電.電動機停止轉(zhuǎn)動。3 .當門扇停止移動時，由于開門限位開

18、關(guān)的長閉變成長 開，故使長開閉合。進行8秒的延時，若此時外檢測開關(guān)或內(nèi)檢測開關(guān)x001或x002有信號，則使T0重新延時。4 .當8秒的延時完畢后 T0線圈通電，關(guān)門限位開關(guān)關(guān)閉，所以使y001通電并自鎖，電機反轉(zhuǎn)執(zhí)行關(guān)門過程5 .在關(guān)門過程中，若外檢測開關(guān)或內(nèi)檢測開關(guān) x001,x002 有信號又使y000通電，由于在關(guān)門過程中 y000長閉，此時 打開并中斷關(guān)門過程，轉(zhuǎn)向開門過程。12結(jié)束語 本設(shè)計完成了題目要求的基本部分的全部要 求。發(fā)揮部分的因為時間和制作材料的短缺而沒有進行嘗試， 在今后條件允許的情況下再擴展?；静糠指鲉卧ぷ鞣€(wěn)定。通過這次設(shè)計使我學會如何去培養(yǎng)我們的創(chuàng)新精神，從 而不斷地戰(zhàn)勝自己，超越自己。創(chuàng)新，是要我們學會將理論很好地聯(lián)系實際，并不斷地去 開動自己的大腦，從為人類造福的意愿由發(fā)，做自己力所能 及的，別人卻沒想到的事。使之不斷地戰(zhàn)勝別人，超越前人。同時，更重要的是，我在這一設(shè)計過程中，學會了堅持不 懈，不輕易言棄。設(shè)計過程，也好比是我們?nèi)祟惓砷L的歷程，常有一些不如 意，也許這就是在對我們提由了挑戰(zhàn)，勇敢過，也戰(zhàn)勝了， 勝利的鐘聲也就一定會為我們而敲響。13參考文獻1.鄧則名程良倫等編.電器與可編程控制 器應(yīng)用技術(shù)M.機械工業(yè)由版社,1997.1 2.林小峰編.可編程 序控制器及應(yīng)用M,北